Крестоцветные. Крестоцветные: формула цветка, характерные черты и значение растений семейства Какая роль крестоцветных в жизни человека

Какое значение крестоцветных в природе и жизни человека, Вы узнаете из этой статьи.

Значение крестоцветных

Растения семейства крестоцветных характеризуются сходным строением плода и цветка. Цветок составляют чашечки и 4 чашелистика. Венчик имеет свободных 4 лепестка, которые расположены крест-накрест, 6 тычинок и пестик. В пестике и формируется плод. Цветки крестоцветных формируют соцветие кисть. Плод представляет собой укороченный стручочек либо длинный стручок. Листья расположились поочередно, а прилистники вовсе отсутствуют. Большая часть растений травянистые.

Значение семейства крестоцветных обуславливается их специфическими особенностями и строением. Некоторые растения в своем составе имеют вещества с острым вкусом и сильным ароматом (хрен, редька, горчица). Другие из них содержат серу, масла, витамины (капуста). Представители семейства крестоцветных используются как масличные, овощные, лекарственные, медоносные, пряные и декоративные растения. Также среди них имеются и сорняки, с которыми ведется постоянная борьба.

Значение крестоцветных в жизни человека

Хозяйственное значение крестоцветных в жизни человека очень велико. Большая часть из них это овощные растения. Важную роль имеет капуста – кочанная, цветная, кольраби, брюссельская, брокколи. Человек употребляет в пищу и другие овощи крестоцветных: редис, репу, брюкву и редьку. Из корней хрена делает вкусную приправу. Из семян горчицы производят масло, а то, что осталось после отжима перемалывается в порошок для столовой горчицы и горчичников.

Лекарственное значение представителей семейства крестоцветных

В медицине очень популярно применение горчицы. В первую очередь, из нее изготавливают горчичники от ишиаса, подагры и ревматизма. Горчичный спирт эффективен при ревматизме, растяжениях связок, мышечных болях, вывихах. Особо популярны при катарах бронхов горчичные компрессы. Мы уже писали, что из горчицы делают приправу. И совсем не зря. Приправа имеет еще и оздоровительный эффект. Она способствует пищеварению и помогает организму усваивать жирную пищу. Особенно она полезна для пожилых людей, так как горчичный порошок улучшает обмен веществ. Еще одно лекарственное растения среди крестоцветных это пастушья сумка. Она является кровоочистительным средством. Чай из пастушьей сумки и полевого хвоща пьют при ревматизме, кашле и подагре. Кроме того это растение помогает при заболеваниях желчевыводящей системы и печени. Его отваром полощут горло и промывают раны. Трава пастушьей сумки эффективна при сахарном недуге.

Листья крестоцветных расположены на стебле по-очерёдно или собраны в прикорневую розетку. Кор-невая система — стержневая. У некоторых растений образуются корнеплоды.

В тканях крестоцветных содержатся особые эфирные масла, которые придают им специфичный капу-стно-редечный вкус. Отсюда и второе название расте-ний этого класса — Капустные.

Цветок

Все крестоцвет-ные имеют сходное строение цветка: 4 чашелистика 4 лепестка, расположенные крест-накрест, 6 тычинок (4 длинные и 2 короткие) и 1 пестик. Крестообразное расположение частей чашечки и венчика и дало назва-ние этому семейству — Крестоцветные. Строение цветка крестоцветных можно выразить в виде форму-лы Ч 4 Л 4 Т 4 + 2 П 1 . Лепестки венчика жёлтого или бело-го цвета. Реже встречаются виды с пурпурными или розовыми цветками, например левкой и вечерница.

Мелкие цветки крестоцветных собраны в соцветие кисть, которое хорошо заметно насекомым .

Плоды

Плоды крестоцветных — стручки или стручочки (короткие стручки). Семена в плодах расположены не на створках, а на плёнчатой перегородке. У крестоцветных суще-ствуют разнообразные приспособления для распро-странения семян. Плоды с крылатками разносятся ветром на большие расстояния. У некоторых видов на плодах есть выросты — крючки, которые цеп-ляются за шерсть животных . Есть растения, на-пример сердечник шершавый, укоторых происхо-дит разбрасывание семян.

Дикорастущие крестоцветные

Сурепка обыкновенная и редька дикая растут на открытых местах в полях, на лугах. В их жёлтых цветках много нектара, чем они привлекают насекомых. На полях эти виды являются сорняками и конкурируют с культурными растениями. Среди крестоцветных есть и другие сор-ные растения: ярутка полевая , гулявник лекар-ственный , пастушья сумка .

Многие дикорастущие крестоцветные не только хорошие медоносы, но и ценные лекарственные растения. Например, пастушья сумка обладает кровоостанавливающим действием, желтушник и сердечник содержат вещества, входящие в состав сердечных капель.

Некоторые дикие виды семейства стали редкими, нуждаются в охране. Около 20 видов занесено в Крас-ную книгу России, например сердечник пурпуровый, левкой душистый. Материал с сайта

Культурные крестоцветные

Среди крестоцвет-ных много ценных овощных растений — это капус-та, репа, редька, редис . Брюква и турнепс — кор-мовые культуры , их корнеплоды богаты витаминами. Для приготовления острых приправ используют хрен, горчицу . Из семян сурепки , рапса , рыжика получают ценные масла. Самый скороспелый овощ, дающий свежую, богатую витаминами и микроэлементами зе-лень через 20-25 дней после посева, — кресс-салат . Некоторые крестоцветные используют как цветочно-декоративные растения, например левкой , алиссум , вечерницу .

Репа евро-пейская — это двулетнее расте-ние рода Капуста . Корнеплоды репы — ценный пищевой про-дукт. Задолго до использования капусты и картофеля её упот-ребляли на Руси свежей, пари-ли, запекали. Сейчас репа не-заслуженно забыта и почти не используется в русской кухне.

Картинки (фото, рисунки)

На этой странице материал по темам:

Крестоцветные являются одним из самых легкораспознаваемых семейств класса Двудольных. Своё название они получили за форму цветка, в котором крест-накрест расположены 4 лепестка и 4 чашелистика. Тип плода и цветок постоянны для всех 3200 видов, составляющих список семейства.

Какие признаки характерны для растений семейства Крестоцветные

Жизненные формы

Большинство представителей крестоцветных - многолетние и однолетние травы. Несколько видов являются кустарниками и полукустарниками.

Цветок

Цветок всегда имеет 4 лепестка и 4 чашелистика. Большинство крестоцветных цветут жёлтыми или белыми цветками, но встречаются и розовые, красные, тёмно-бурые лепестки. Формула цветка Ч4 Л4 Т4+2 П1.

Рис. 1. Диаграмма и формула цветка крестоцветных.

Цветок имеет 4 длинные и 2 короткие тычинки и 1 пестик.

Цветки собраны в соцветие кисть.

ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой

Тип плода

Для всех представителей семейства Крестоцветных характерны плоды:

• стручок;
• стручочек.

У стручка длина превышает ширину не менее, чем в 4 раза.

У стручочков - не более, чем в 3 - 4 раза.

Рис. 2. Плоды крестоцветных стручок и стручочек.

Разнообразие плодов проявляется в количестве семян и в характере вскрывания плода. Многие стручки вскрываются двумя створками. Некоторые плоды семейства не вскрываются, а распадаются на членики. Встречаются также односемянные плоды.

Семена без эндосперма.

Листья у крестоцветных обычно собраны в розетку.

Распространение

3200 видов крестоцветных объединены в 350 родов. Распространены в нетропических областях Америки и Евразии. Особенно много видов встречается в Андах, Средней Азии и Средиземноморье.

Хозяйственное значение

Наиболее значимые в хозяйстве крестоцветные - это овощи:

• капуста;
• редька;
• редис;
• турнепс;
• репа;
• брюква.

Капуста во многих европейских странах занимает первое место среди овощей по площади посевов. Очень популярна в национальных кухнях многих народов. Форм и сортов капусты очень много. Наиболее распространены:

• белокочанная, или огородная;
• пекинская;
• цветная;
• савойская;
• кольраби.

Капуста весьма ценилась уже в древних цивилизациях - Египте, Риме, Греции. Её селекцией занимался великий Пифагор. Согласно римской мифологии капуста - это капли пота, упавшие с головы бога Юпитера.

В Японии самым популярным из овощных крестоцветных является дайкон. Это один из подвидов редьки.

Турнепс является ценным кормовым растением. В наше время появились сорта, используемые в питании человека.

У большинства овощей используется корнеплод. Кочан капусты представляет собой гигантскую верхушечную почку.

Благодаря высокому содержанию жиров в семенах, рыжик и рапс используются для получения масла.

В дореволюционной России рыжиковое масло было очень популярно. Оно полезно и хорошо влияет на рост ребёнка. После распространения подсолнечника стало редким.

В качестве приправ популярны горчица и хрен. Они улучшают пищеварение, поэтому их хорошо употреблять с тяжёлой пищей (мясом).

Среди крестоцветных много сорных трав:

• пастушья сумка;
• ярутка полевая;
• дескурайния;
• гулявник;
• сурепка и другие.

Рис. 3. Дикорастущие растения семейства крестоцветные.

Также немало в этом семействе лекарственных растений. Это:

• гулявник лекарственный;
• желтушник левкойный;
• пастушья сумка;
• икотник и другие.

Некоторые из этих растений являются токсичными, а другие съедобны. Так, пастушью сумку добавляют в супы и борщи.

Овощные культуры также славятся целебными свойствами. В народной медицине используется капустный сок. Он заживляет раны и язвы, используется для лечения болезней внутренних органов.

При многих заболеваниях используется корень хрена и чёрная редька.

Примерами декоративных крестоцветных являются:

• левкой (маттиола);
• вечерница;
• лакфиоль.

Что мы узнали?

Изучая данную тему в 7 классе, мы дали общую характеристику семейства крестоцветные. Основные признаки, по которым растение относится к данному семейству, - это плод стручок, или стручочек, а также цветок с крестообразно расположенными лепестками и чашелистиками. Среди крестоцветных много сорных растений. Некоторые представители являются овощными, лекарственными, масличными и декоративными культурами.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.2 . Всего получено оценок: 384.

Тип урока - комбинированный

Методы: частично-поисковый, про-блемного изложения, репродуктивный, объясни-тельно-иллюстративный.

Цель:

Осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;

Задачи:

Образовательные : показать множественность факторов, действующих на организмы в природе, относительность понятия «вредные и полезные факторы», многообразие жизни на планете Земля и варианты адаптаций живых существ ко всему спектру условий среды обитания.

Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.

Воспитательные:

Формирование экологической культуры на основе признания ценности жизни во всех её проявлениях и необ-ходимости ответственного, бережного отношения к окру-жающей среде.

Формирование понимания ценности здорового и без-опасного образа жизни

Личностные :

воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину;

Формирование ответственного отношения к учению;

3) Формирование целостного мировоззрения, соответ-ствующего современному уровню развития науки и обще-ственной практики.

Познавательные : умение работать с различными источниками информации, пре-образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.

Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.

Коммуникативные: Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, старшими и младшими в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру-гих видов деятельности.

Планируемые результаты

Предметные: знать - понятия «среда обитания», «экология», «экологические факторы» их влияние на живые организмы, «связи живого и неживого»;. Уметь - определять понятие «биотические факторы»; характеризовать биотические факторы, приводить примеры.

Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации;анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос

Метапредметные :.

1.Умение самостоятельно планировать пути достиже-ния целей, в том числе альтернативные, осознанно выби-рать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.

2.Формирование навыка смыслового чтения.

Форма организации учебной деятельности - индивидуальная, групповая

Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.

Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.

Цели: продолжить формирование представления о многооб-разии цветковых растений; познакомить с типичными предста-вителями семейства крестоцветные; показать экологическую роль растений этого семейства и их значение в жизни и хозяйственной деятельности человека; продолжить формирование навыков ра-боты с натуральными объектами, выполнения биологического рисунка; формировать умение распознавать растения с опреде-лителем или определительными карточками.

Оборудование и материалы: таблица «Семейство крестоцвет-ные», гербарии растений семейства крестоцветные, модель цветка капусты, коллекции и муляжи плодов (коллекция разнообразных стручков и стручочков), семена и корнеплоды растений семей-ства крестоцветные, школьные определители высших растений, определительные карточки для распознавания растений семейства крестоцветные, лупы.

Ключевые слова и понятия: класс двудольные, семейство кресто-цветные; интересные представители семейства крестоцветные; ис-пользование растений семейства в различных отраслях человеческой деятельности: пищевые, кормовые, медоносные, масличные и эфи-ромасличные культуры; лекарственные растения, сорные растения, красильные растения, декоративные растения семейства кресто-цветные; экологическая роль растений семейства крестоцветные.

Изучение нового материала

Рассказ учителя с элементами беседы

На прошлом уроке мы приступили к изучению семейств ра-стений класса двудольные.

Какие семейства относятся к этому классу? (Крестоцвет-ные, розоцветные, бобовые, пасленовые, сложноцветные.)

Каково второе название семейства крестоцветные? (Ка-пустные.)

Какова примерная численность растений этого семейства? (Около 3200 видов растений, принадлежащих к 350родам. Это одно из самых многочисленных семейств.)

Как вы считаете, за что растения этого семейства получи-ли такое название? (Элементов околоцветника, лепестков венчика и чашелистиков чашечки в цветках растений этого семейства по 4, и расположены они крестообразно — напротив друг друга.)

Где преимущественно распространены растения семейства крестоцветные? (В умеренных широтах Северного полушария, главным образом в Старом Свете .)

Как вы думаете, почему мы начинаем изучение семейств именно с крестоцветных? (Ответы учащихся.)

Большинство видов растений этого семейства обитает в сред-ней полосе. Кроме того, большое количество видов человек ис-пользует в качестве пищи. Давайте попробуем определить, какова роль растений семейства крестоцветных в жизни и хозяйственной деятельности человека.

Устные доклады школьников

(Учитель заранее дает задание подготовить мини-доклад на 2—3 мин об одном из наиболее интересных представителей семейства крестоцветные.)

Рассказ учителя

Человек выращивает различные сорта капусты уже более 4000 лет. Сейчас существует около 50 видов. Капуста была извест-на еще в Древней Греции и Древнем Риме. Родиной этого овоща считается Средиземноморье. Предком культурных сортов капусты является капуста дикая, до сих пор встречающаяся в некоторых рай-онах Средиземноморья. У белокочанной капусты в пищу употребля-ют укороченный побег с нераспустившейся верхушечной почкой.

Капуста — двулетнее растение. Что это значит? (Двулетними называют растения, которые живут около 2 лет, а затем плодоносят и погибают.)

Капуста брокколи была известна еще римлянам в дохристиан-ские времена. У этой капусты принято есть молодые побеги с зе-леными соцветиями. Брокколи очень вкусна и полезна благодаря высокому содержанию белка.

У цветной капусты в пищу употребляют бесхлорофилльные побеги с сильно разросшимися соцветиями и недоразвитыми цветками на толстых цветоножках. Брюссельская капуста в пазухах листьев образует маленькие качанчики, используемые для еды.

Кроме того, существует еще много различных сортов этого ра-стения. Все они играют огромную роль в питании человека. Осо-бенно важна капуста для людей, находящихся на диете, так как она богата клетчаткой и способствует правильному пищеварению.

Помимо общеизвестных сортов капусты, также пользуются популярностью кольраби (не имеет кочана, а образует шаровидное утолщение стебля), савойская, листовая и кормовая, салатная, пекинская.

Кроме капусты, к крестоцветным относится достаточно боль-шое количество растений, которые человек употребляет в пищу или использует в качестве корма для скота. Это редис, редька, репа, брюква, турнепс, дайкон.

Брюква, репа и турнепс сейчас употребляются как кормовые культуры, а в прошлые века они были важным пищевым продук-том и даже помогали выжить при неурожае зерновых.

К крестоцветным относится также и хрен. Длинные протертые корневища этого растения используют в пищу как полезную при-праву к различным блюдам. Хрен не только способен усиливать аппетит, но и обладает фитонцидным действием. Это ценное пи-щевое и витаминное растение, которое применяют и в медицине.

Многие крестоцветные содержат достаточно большое коли-чество жира. Из семян рапса, белой горчицы, сарептской горчи-цы, катрана абиссинского, катрана татарского, сурепицы, рыжика ярового выжимают масло для пищевых или технических целей. Например, в семенах рапса содержится до 33—50% масла.

Черешки листьев и побеги катрана татарского употребляют в пищу, а в Средней Азии из его корней готовят муку для лепешек. Едят также корни, листья и молодые стебли свербиги восточной, произрастающей в европейской части России, на Кавказе, на юге Западной Сибири.

Корни катрана татарского

Из семян горчицы получают горчичный порошок, который до-бавляют в качестве приправы к различным блюдам и муке при вы-печке хлеба, а также ее применяют для различных хозяйственных целей (в медицине, например, — для изготовления горчичников, в быту — для мытья посуды и т. д.).

Большинство крестоцветных является одновременно прекрас-ными медоносами и эфиромасличными растениями — сурепка, рапс, вайда, вечерница, икотник, бурачок, горчица и др.

Среди растений семейства крестоцветные много лекарствен-ных. Например, побеги пастушьей сумки издавна употребляются как кровоостанавливающее средство. Она особенно популярна в тибетской и китайской медицине. Побеги желтушника серого используются в медицине как сердечное и мочегонное средство. Из травы желтушника получают сердечный препарат Эризид.

На севере нашей страны, где остро стоит проблема нехватки витаминов, в особенности витамина С, растет ложечница арктиче-ская, в листьях которой содержится до 0,2% витамина С. Северные народы часто используют эту траву как противоцинготное сред-ство. Семена, листья и стебли чесночницы лекарственной обладают характерным запахом чеснока, за что это растение и получило свое название. Семена и листья этого растения активно применяются в медицине.

Растение вайду красильную , обитающую в степях и на лугах южной части России, используют для получения из нее краски индиго.

Среди декоративных растений этого семейства можно выде-лить такие виды, как левкой. В диком виде левкои произрастают в Европе, Азии и даже в Австралии. Культивируются выведенные в результате селекционной работы сорта этого растения. Цвет-ки окультуренного левкоя махровые за счет тычинок, которые видоизменились в лепестки. Выделяют два сорта: левкой седой и левкой двурогий.

В цветоводстве известны также виды бурачка приморского, используемые для оформления клумб и бордюров. Как декоратив-ные растения выращивают и желтофиоль садовый, парию голо-стебельную, лунник оживающий и вечерницу — ночную фиалку.

Растения семейства крестоцветные особенно ценятся в цвето-водстве за приятный тонкий аромат. У многих растений он имеет тенденцию усиливаться к ночи.

Экологическая роль крестоцветных заключается в том, что они прекрасные медоносы, что играет важнейшую роль не только в хо-зяйственной деятельности человека, но и в жизнедеятельности природных сообществ. Большинство растений-медоносов цветет в течение всего вегетационного периода — с весны и до поздней осени. Они важный источник пищи для многих насекомых- опылителей.

Сорняками, активными как во влажные, так и в засушливые сезоны и требующими специальных методов борьбы с ними на по-лях и лугах, являются сурепка, желтушник, ярутка, свербига, редь-ка дикая, пастушья сумка.

Творческое задание. Зарисовать все сферы использования ра-стений семейства крестоцветные.

Задания для учеников, интересующихся биологией.

Сделать определительные карточки для распознавания растений, находящихся в кабинете биологии. При этом нужно учитывать только внешние (фенотипические) признаки, которые хорошо заметны.

Подготовить доклад об интересных растениях семейства розоцветные, об особенностях их строения и о хозяйственном применении этих растений.

О.А. Корнило-ва, В.С. Кучменко Биология: 6 класс: учебник для учащихся общеобразо-вательных учреждений

Серебрякова Т.И ., Еленевский А. Г., Гуленкова М. А. и др. Биология. Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники. Пробный учебник 6—7 классов средней школы

Н.В. Преображенская Рабочая тетрадь по биологии к учебнику В В. Пасечника «Биология 6 класс. Бактерии, грибы, растения»

В.В. Пасечника . Пособие для учителей общеобразовательных учреждений Уроки биологии. 5—6 классы

Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии 6класс

Вахрушев А.А., Родыгина О.А., Ловягин С.Н. Проверочные и контрольные работы к

учебник «Биология», 6-й класс

Хостинг презентаций

Крестоцветные настолько близки к каперсовым, что между ними не всегда легко провести границу. Некоторые роды, например род диптеригиум (Dipterygium), одними ботаниками включается в семейство каперсовые, а другими - в крестоцветные. В семействе насчитывается до 380 родов и около 3200 видов. Расселены они по земному шару крайне неравномерно. В основном сконцентрированы в умеренной зоне северного полушария, главным образом в Старом Свете. В тропиках представлены единичными родами, приуроченными к горным областям, встречаются там также в интродукции и как сорняки. Небольшое число крестоцветных, произрастающих в южном полушарии, имеет узколокальную приуроченность.

Распространение и места обитания

Крестоцветные успешно приспосабливаются к самым разнообразным местообитаниям. Одни из них приурочены к крайним условиям высокогорий, достигая рубежей растительности (4500-5700 м над уровнем моря), где вместе с лишайниками являются пионерами растительного покрова; другие произрастают по морским побережьям; одни в своем распространении продвигаются далеко на север и характерны для арктических областей; другие являются обитателями пустынь, полупустынь и степей. Широко представлены крестоцветные также в лесах, среди степной растительности, на увлажненных местах и даже в воде, но все же определенно преобладают среди них растения засушливых и сухих местообитаний. Однако, несмотря на такую высокую пластичность в приспособлении к условиям среды, наблюдается относительно небольшое разнообразие жизненных форм. Большинство крестоцветных - однолетние или многолетние травы, есть и полукустарнички, у которых одревесневает нижняя часть стебля. Кустарники представлены единичными, преимущественно африканскими и макаронезийскими видами, такими, как, например, катран кустарниковый (Crambe fruticosa) на острове Мадейра, достигающий в высоту 2 м, виды рода синапидендрон (Sinapidendron, Макаронезия), гелиофила сизая (Heliophila glauca - Капская область) или фолейола Биллота (Foleyola billotii - Сахара), достигающими в высоту до 1,5-2 м. Такие виды, как гелиофила лазящая (H. scandens), и виды южноамериканского рода кремолобус (Cremolobus) габитуально сближаются с лианами. Многие из высокогорных видов имеют подушкообразную форму, способствующую задержанию тепла.

Строение и внешний облик

Листья крестоцветных очередные, причем нижние часто образуют прикорневую розетку. У некоторых видов наблюдается гетерофиллия. Например, у клоповника пронзеннолистного (Lepidium perfoliatum) розеточные листья рассечены на узкие линейные доли, тогда как стеблевые цельные, округлые, стеблеохватывающие. Среди крестоцветных встречаются растения как совершенно голые, так и опушенные простыми или вильчато или звездчато разветвленными волосками. Многолучевые звездчатые волоски зачастую напоминают чешуйки. В опушении участвуют также железистые волоски и так называемые мальпигиевые волоски - распростертые, двураздельные, прикрепляющиеся серединой. Для крестоцветных характерны верхушечные кистевидные или щитковидные, обычно (или за редким исключением) безлистные соцветия, которые иногда бывают сильно укороченными, почти головчатыми, или же, наоборот, вытянутыми, колосовидными.

Рис. 1. Растения отряда Крестоцветные

Кергеленская капуста (Pringlea antiscorbutica): 1 - общий вид растения с плодами; 2 - цветок. Каулантус вздутый (Caulanthus inflatus): 3 - общий вид растения с плодами. Геококкус крошечный (Geococcus pusillus): 4 - общий вид растения с подземными плодами

Необычный облик имеет американский каулантус вздутый (Caulanthus inflatus, рис. 1), у которого ось соцветия сильно веретеновидно утолщена и сидящие на ней цветки, а затем плоды создают впечатление каулифлории. Цветки обычно лишены как прицветников, так и прицветничков, не крупные, зачастую очень мелкие, невзрачные, но немало также красиво расцвеченных, придающих растению большую декоративность. По своему строению они крайне однообразны. Чашелистики, расположенные в два круга (по 2), у основания могут быть мешковидными, и в таких случаях в эти вместилища стекает нектар. Лепестков также 4, свободных, расположенных крестообразно (откуда и название крестоцветные). В окраске лепестков преобладают желтый и белый цвета, но нередки также растения с фиолетовыми, розоватыми, вплоть до пурпурных цветками. Лепестки в основном в верхней части более широкие. Они в большинстве случаев цельные или выемчатые, но есть среди крестоцветных также виды с лопастными (североамериканский род вареа - Warea), перисторассеченными и даже реснитчато-бахромчатыми (у мексиканской орнитокарпы - Ornithocaгрa, например) лепестками.

Тычинок обычно 6, расположенных в 2 круга. Из них 2 боковые (наружный круг) короткие, 4 срединные более длинные. Иногда срединные срастаются по две своими нитями. В редких случаях все тычинки одинаковой длины или же по 3 разной длины. Число их иногда может сокращаться до 4 и даже до 2 или же, как у долгонога (Macropodium), достигает 10. У ряда видов тычинки снабжены придатками или же их нити разрастаются в виде зубцов и крыльев. Гинецей из 2 плодолистиков. По шву срастания плодолистиков образуется ложная перегородка, делящая завязь на 2 гнезда. Обычно завязь сидячая, но у некоторых видов она сидит на довольно длинном гинофоре (сходство с каперсовыми). Особенности строения семязачатков играют немаловажную роль в систематике крестоцветных. Семядоли обычно плоские, но бывают и вдоль сложенными, как у капусты, реже поперек сложенными, как у гелиофилы (Heliophila), или спирально закрученными (свербига - Bunias). По расположению корешка зародыша по отношению к семядолям они бывают краекорешковыми и спинкокорешковыми.

Рис. 2. Различные формы плодов у крестоцветных

1 - мурикария простертая (Muricaria prostrata); 2 - тизанокарпус кривоногий (Thysanocaгрus curvipes); 3 - крылотычинник красивенький (Acthionema pulchellum); 4 - крылотычинник арабский (A. arabicum); 5 - вайда птицеклювая (Isatis ornithorhynchus); 6 - крупноплодник гигантский (Megacaгрaea gigantea); 7 - энартрокарпус изогнутый (Enarthrocaгрus arcuatus); 8 - пузыреплодник пузырчатый (Coluteocaгрus vesicaria); 9 - вайда Бессера (Isatis besseri); 10 - крепкоплодник сирийский (Euclidium syriacum); 11 - полевка пронзеннолистная (Myagrum perfiliatum); 12 - крылотычинник складчатый (Acthionima diastrophis); 13 - пугиониум рогатый (Pugionium cornatum); 14 - таушерия волосистоплодная (Tauscheria lasiocaгрa); 15 - шерстоплодник Лемана (Lachnoloma lehmannii); 16 - двойчатка Федченко (Didymophysa fedtschenkoana); 17 - тетракмидион бухарский (Tetracmidion bucharicum); 18 - тетракмидион якорный (T. glochidiatum); 19 - тетракме памирский (Tetracme pamirica); 20 - тетракме загнутый (T. recurvata)

Если строением всех остальных органов крестоцветные довольно однообразны, то этого нельзя сказать об их плодах, признаки строения которых наиболее широко используются в систематике семейства (рис. 2). Удлиненные плоды, длина которых значительно превышает ширину, называются стручками, короткие же - стручочками. И те и другие могут быть раскрывающимися двумя створками или нераскрывающимися. У раскрывающихся плодов после опадания створок на плодоножках остается рамка (как у некоторых каперсовых), перетянутая ложной перегородкой. Большой популярностью, например, пользуются виды лунника (Lunaria), рамки крупных овальных стручочков которого весьма декоративны. У нераскрывающихся стручочков часто створки сильно уплотняются и стручочки становятся ореховидными. Особый интерес представляют двучленные плоды, состоящие из верхнего, всегда нераскрывающегося членика и нижнего раскрывающегося или нераскрывающегося. В одних случаях верхний членик бывает бессемянным, в других нижний, в большинстве случаев оба членика содержат семена. Среди двучленных плодов также различаются стручки или стручочки. Плоды крестоцветных сильно варьируют также по величине, форме створок и различными выростами на них.

Способы опыления цветков

Крестоцветные приспособлены как к перекрестному опылению, так и к самоопылению. Основными опылителями являются мухи, пчелы, шмели; некоторые виды, например левкоя (Matthiola) или вечерницы (Hesperis), опыляются в ночное время бабочками. Пчелы привлекаются запахом медоносных видов, а также наиболее яркими цветками. Те виды, у которых цветки мелкие, невзрачные, посещаются преимущественно мухами. Привлечение насекомых достигается также цветовыми контрастами, иногда возникающими в процессе цветения и плодоношения. Так, у некоторых видов с неприметными мелкими цветками, например у веснянки (Erophila), мелкие белые лепестки начинающих плодоносить нижних цветков соцветия не опадают, а вдвое увеличиваются и прижимаются к незрелым плодам, имеющим фиолетовый оттенок. Этим создается как бы ореол вокруг начинающих распускаться цветков. В другом случае, например у ярутки полевой (Thlaspi arvense), у которой цветки также мелкие, белые, у отцветающих цветков чашелистики становятся желтыми. У видов иберийки (Iberis) броскость обеспечивается значительно более крупными наружными лепестками краевых цветков соцветия, наподобие многих зонтичных. У некоторых видов гулявника (Sisymbrium), бурачка (Alyssum), зубянки (Dentaria) этот эффект достигается за счет того, что лепестки цветков с уже завязавшимися плодами не опадают, начинают увеличиваться в размерах, тем самым привлекая насекомых к остальным распускающимся цветкам.

Перекрестное опыление у крестоцветных обеспечивается благодаря присущей им дихогамии. Для большинства из них характерна протогиния, протандрия наблюдается крайне редко. В тех случаях, когда перекрестное опыление по какой-либо причине не может осуществиться (обильные дожди, сильная жара, отсутствие опылителей), крестоцветные опыляются благодаря способности к самоопылению (автогамия). Механизм комбинированного опыления можно наблюдать, например, у горчицы полевой (Sinapis arvensis) или у сердечника лугового (Cardamine pratense). В начале цветения пыльники длинных тычинок поворачиваются кнаружи, вследствие чего их пыльца не попадает на рыльце своего цветка, но может прилипнуть к бокам насекомых-опылителей, проникающих вглубь цветка к основанию тычинок за нектаром. Однако если рыльце не опылялось чужой пыльцой, то к концу цветения его опыляют короткие тычинки, которые за это время достигают одного с ним уровня. В ненастную же погоду, когда насекомых нет, пыльники длинных тычинок не отворачиваются и опыляют рыльце своего цветка. Есть среди крестоцветных и такие растения, у которых в начале цветения тычинки целиком отклоняются кнаружи, а затем приподнимаются, приближают пыльники к рыльцу и опыляют его. У кресс-салата (Lepidium sativum), чесночника черешкового (Alliaria petiolata), брайи альпийской (Braya alpina) в начале цветения все тычинки короче рыльца, затем 4 из них удлиняются и соприкасаются пыльниками с рыльцем. Однако лишь одна тычинка опорожняет пыльцу на свое рыльце, остальные пыльники раскрываются позже, сохраняя пыльцу для перекрестного опыления.

Можно привести и такие примеры, когда у одних видов одного и того же рода преобладает самоопыление, у других - перекрестное. Так, ярутка альпийская (Thlaspi alpina) всегда способна к самоопылению, так как к концу цветения тычинки наклоняются над рыльцем. И наоборот, ярутка горная (T. montana) преимущественно перекрестноопыляющаяся, так как у большинства растений тычинки короче рыльца. Исключительно перекрестноопыляющиеся растения можно встретить у резухи Констанца (Arabis constancii): рыльца у них выставляются из почки еще до распускания цветка и в дальнейшем, когда тычинки достигают его уровня, оно от них отворачивается в сторону так, что не может быть опылено их пыльцой. У таких растений вероятность самоопыления исключается еще и биохимической несовместимостью пыльцы и поверхности рыльца - своя пыльца не прорастает.

Среди крестоцветных есть также сугубо самоопыляющиеся растения. К их числу относятся никогда не посещаемые насекомыми виды австралийского рода стенопеталум (Stenopetalum), у которых иногда даже образуются клейстогамные цветки. Это можно рассматривать как приспособление к суровым условиям Западной и Южной Австралии, которые не всегда благоприятствуют опылению. У другого австралийского растения - геококкуса крошечного (Geococcus pusillus, рис. 1) - все цветки клейстогамные. Благодаря длинным, направленным вниз цветоножкам они зарываются в землю и там плодоносят (геокарпия). Частичная клейстогамия характерна для бразильского сердечника марьелистного (Cardamine chenopodiifolium), у которого, помимо нормальных цветков верхушечного соцветия, у основания стебля образуются клейстогамные цветки, также зарывающиеся в землю. В редких случаях, при чрезмерном увлажнении, затоплении, клейстогамия проявляется у некоторых видов клоповника (Lepidium), шильника водяного (Subularia aquatica), при повышенной сухости - горчицы полевой .

Как совершенно исключительное явление для крестоцветных можно рассматривать анемофилию, которая наблюдается обычно у безлепестной кергеленской капусты , или принглеи (Pringlea antiscorbutica, рис. 1). Успешному ветроопылению этого островного субантарктического вида способствуют длинные, выставляющиеся из цветка тычинки, длинные нитевидные сосочки на рыльце и густое колосовидное соцветие.

Плоды и семена

К распространению плодов и семян крестоцветные приспособлены довольно разнообразно. Многие из них относятся к числу анемохоров. Это в основном виды с крылатыми или пузыревидно вздутыми плодами, многие виды с мелкими легкими семенами, легко разносимыми ветром, или с семенами, отороченными крылом. Иногда верхние членики двучленных плодов опадают вместе с одной из створок нижнего членика или с частью перегородки, что также повышает парусность.

Есть среди крестоцветных также целый ряд видов, имеющих на плодах крючковидные выросты. Благодаря этому они цепляются за шерсть животных и разносятся ими. Из зоохорных видов весьма любопытен мирмекохорный клоповник пузырчатый (Lepidium vesicarium), растения которого часто концентрически располагаются вокруг муравейников, что можно видеть на Араратской равнине в Армении. В некоторых случаях семена разбрасываются благодаря «усилиям» самого растения. Так, у сердечника недотроги (Cardamine impatiens) и сердечника шершавого (C. hirsuta) створки стручков раскрываются с такой силой, что семена отлетают на значительное расстояние. Довольно необычен другой вид сердечника, у которого, помимо стручков, в пазухах листьев образуются бурые луковички, которые, опадая, прорастают. Широкой известностью как перекати-поле пользуется так называемая иериохонская роза , или анастатика (Anastatica hierochimtica). У этого небольшого однолетнего растения, произрастающего в пустынных областях Западной Азии и севера Африки, плоды созревают к началу засушливого сезона.

К этому времени его многочисленные ветви плотно сжимаются и округлые плоские стручочки остаются внутри комочка. Приняв шаровидную форму, высохший стебель зачастую отрывается ветром от корня и перекатывается. С наступлением дождей смоченные ветви вновь выпрямляются, этим и напоминая распускающуюся розу. Именно тогда, при обильном увлажнении, стручочки вскрываются (гигрохазия) и рассеивают семена. Гигрохазия вообще присуща большинству крестоцветных с трудно раскрывающимися плодами. Семена же нераскрывающихся плодов, защищенные от неблагоприятных условий плотным футляром, прорастают лишь после его сгнивания. Для многих видов, приспособленных к сухим условиям, характерно ослизнение семенной оболочки (миксоспермия). К слизи прилипают мельчайшие частицы почвы, которые закрепляют семена и предохраняют их от заноса в несвойственные условия среды.

Рис. 3. Крестоцветные (лат. Cruciferae)

Морская горчица (Cakile maritime): 1 - общий вид растения; 2 - плоды. Ланцетная горчица (Cakile lanceolata): 3 - ветвь с плодами

Одной из особенностей многих крестоцветных, значительно повышающей их приспособительные возможности, является гетерокарпия в самых разнообразных ее проявлениях. В одних случаях разнятся части плода (гетероартрокарпия), как это наблюдается у многих видов с двучленными плодами, в других случаях - плоды целиком. Гетерокарпия обеспечивает комбинированные способы распространения, а также более надежную сохранность семян и возможность их прорастания при изменчивых условиях. Одним из примеров комбинированных антропо-, гидро- и анемохории могут служить особенности распространения двучленных плодов морской горчицы (Cakile maritima), обитающей на морских побережьях (рис. 3). Обе части плода содержат по одному семени. Верхние членики благодаря сильно развитой губчатой ткани, снаружи покрытой толстым кожистым слоем, хорошо держатся на воде и разносятся морскими течениями. Нижние членики остаются на стеблях, которые после усыхания отрываются от корня и перекатываются ветром.

Поскольку морская горчица часто растет вблизи портов, верхние части ее плодов зачастую вместе с грузом попадают на судна и разносятся на дальние расстояния. Именно таким путем «уроженка» Средиземноморья морская горчица в настоящее время широко распространена за пределами Старого Света и успешно натурализовалась в Америке и Австралии, куда проникла вместе с первыми колонистами. Этому, несомненно, способствовала и ее высокая жизнеспособность, о чем свидетельствует один из любопытных экспериментов природы. В ноябре 1963 г. в Атлантическом океане, в 20 милях южнее Исландии, вследствие извержения подводного вулкана образовался новый остров. Первым сосудистым растением на этом острове оказалась морская горчица, обнаруженная там уже в июле 1965 г. Морскими течениями распространяются также плоды катрана морского (Crambe maritima).

Не менее интересно проявление гетерокарпии у двоякоплодника торчащего (Diptychocaгрus strictus). У этого небольшого однолетника, приуроченного к пустынным местообитаниям, на одном растении развиваются стручки трех видов: верхние, плоские, легко раскрывающиеся двумя створками, затем трудно раскрывающиеся, созревающие гораздо позже, и наконец, самые нижние стручки, не раскрывающиеся, с сильно утолщенными створками и перегородкой. Крылатые семена верхних стручков рассеиваются ветром; трудно раскрывающиеся стручки долго остаются на стебле и полегают вместе с ним; нераскрывающиеся стручки опадают вокруг материнского растения и их семена прорастают лишь при обильных дождях, когда сгнивают окружающие плотные ткани, при этом незащищенные семена верхних стручков гибнут. Среди растений двоякоплодника иногда встречаются экземпляры только с раскрывающимися или только с нераскрывающимися стручками, и это нередко приводит к научным курьезам, когда их относят к другим родам.

Гетерокарпия хорошо выражена также у двух видов крылотычинника (Aethionema): у крылотычинника разноплодного (A. heterocaгрa) верхние стручочки нераскрывающиеся, одногнездные, с уплотненными створками, остальные раскрывающиеся двугнездные; у крылотычинника мясистого (A. carneum), наоборот, нераскрывающиеся лишь самые нижние стручочки. Обитатель песчаных пустынь серпоносик песчаный (Spirorhyncus sabulosus) у основания побегов имеет веретеновидные плоды, которые, опадая, зарываются в песок. Верхние изогнутые стручки легко отрываются ветром, сцепляются друг с другом и перекатываются клубочками. Подобное наблюдается и у вайды Буасье (Isatis boissieri), верхние крылатые стручочки которой разносятся ветром, нижние бескрылые опадают вокруг растения. Не менее интересна у крестоцветных другая разновидность гетерокарпии - амфикарпия, наблюдающаяся у бразильского сердечника марьелистного (Cardamine chenopodiifolia) и гетерокарпуса фернандесского (Heterocaгрus fernandezianus), произрастающего на островах Хуан-Фернандес. У этих видов наряду с обычными раскрывающимися стручочками верхушечного соцветия развиваются прикорневые клейстогамные цветки, которые, зарываясь в землю, образуют многочисленные односемянные нераскрывающиеся стручочки (геокарпия). При этом надземные соцветия в неблагоприятные годы зачастую не достигают плодоношения, подземные же плоды всегда вызревают.

Основы систематики крестоцветных

Многочисленные попытки построения системы семейства крестоцветных не привели к созданию общепринятой системы. Современные системы направлены в сторону укрупнения триб. Наиболее примитивные роды крестоцветных входят в трибу телиподиевых (Thelypodieae). У многих из них плоды сидят на гинофоре и тычинки длинные, выставляющиеся из цветка, что сближает крестоцветные с каперсовыми. Стенлея (Stanleya), имеющая наиболее примитивные черты, своим обликом увязывается с предполагаемым предком крестоцветных. Телиподиевые распространены преимущественно в притихоокеанской части Северной Америки, в частности в области Скалистых гор. Лишь долгоног (Macropodium), произрастающий на Сахалине и на юге Сибири, является единственным представителем трибы вне Американского материка. К Американскому континенту, главным образом к притихоокеанической области Южной Америки и к Центральной Америке, приурочены еще две небольшие трибы крестоцветных - схизопеталовые (Schizopetaleae) с характерными перисторассеченными или бахромчатыми лепестками и кремолобовые (Cremolobeae) с широко или многократно крылатыми двойчатыми плодами.

Наиболее обширна центральная триба гулявниковых (Sisymbrieae), охватывающая основной родовой и видовой состав семейства. Для гулявниковых характерно сильное варьирование формы плодов, общий план строения которых сводится к раскрывающимся и нераскрывающимся стручкам и стручочкам, как с широкой, так и с узкой перегородкой. Главным центром морфологического разнообразия данной трибы является Ирано-Туранская флористическая область, где насчитывается около 80 эндемичных родов. Будучи широко распространенными в умеренной зоне северного полушария, гулявниковые рядом эндемиков, а также космополитными родами представлены в Америке, Африке, Австралии и Новой Зеландии. Следующая по величине триба - капустные (Brassiceae), представители которой резко отличаются от остальных крестоцветных двучленными плодами и продольно сложенными семядолями. Основной центр распространения данной трибы находится в засушливых областях Средиземноморья и прилегающих к ним пустынных зонах Африки и юго-запада Азии. Представителей капустных также можно встретить на различных континентах, но это главным образом возделываемые растения или сорняки.

Остальные трибы крестоцветных географически крайне изолированны и гораздо беднее по составу. Одним из необычных крестоцветных является единственный представитель трибы принглеевых (Pringleae) - кергеленская капуста, у которой также выставляющиеся тычинки и длинное густое колосовидное соцветие. Кергеленская капуста, названная так из-за крупных мясистых прикорневых листьев, обладающих противоцинготными свойствами, произрастает исключительно на субантарктических островах Кергелен и Крозе, расположенных к югу от Индийского океана. Следующие две трибы известны из Капской области. Одна из них - хамировые (Chamireae) - представлена лишь одним видом - хамира двулепестниковая (Chamira circaeoides) с крупными семядолями, которые после прорастания семян не опадают, сильно разрастаются и значительно превосходят по величине стеблевые листья. Вторая южноафриканская триба - гелиофиловые (Heliophilae) с дважды поперечно сложенными семядолями, не встречающимися у других представителей семейства. Особый интерес среди гелиофиловых представляют виды с древовидными стеблями. Есть среди крестоцветных также сугубо австралийская триба - стенопеталовые (Stenopetaleae), главной отличительной чертой единственного рода которой - стенопеталона (Stenopetalon) - являются нитевидно-линейные, очень длинные лепестки, во много раз превышающие плотно сжатые чашелистики.

Хозяйственное значение крестоцветных

Хозяйственное значение крестоцветных трудно переоценить. Овощные, масличные, кормовые и медоносные культуры имеют среди них наиболее широкую известность, но основная роль принадлежит, конечно, капусте во всем многообразии ее сортов. Капусту возделывали еще в доисторические времена, и первые сведения о ней восходят к неолиту. Многие исследователи, начиная с Ч. Дарвина, считают, что все существующие в настоящее время культурные формы капусты происходят от дикорастущей формы капусты огородной (Brassica oleracea), другие - от рассматриваемого в качестве самостоятельного вида капусты лесной (Brassica sylveslris), третьи связывают их с целым рядом средиземноморских видов. Ни одно растение в течение нескольких тысячелетий не дало человеку столь обширного материала для отбора, как капуста. Наибольшей популярностью пользуется капуста огородная, множество форм и сортов которой возделывают на всех континентах.

Из них капуста кочанная - основное пищевое растение стран умеренных широт. Неоспоримы вкусовые качества таких сортов, как кольраби, цветной капусты и ее разновидности брокколи. Многие местные сорта особо предпочитаются населением отдельных стран. Так, одними из древнейших культурных растений, возделываемых в Китае и Японии, являются капуста китайская (B. chinensis) и капуста пекинская (B. pekinensis). Как овощные растения среди крестоцветных широко известны также различные сорта редьки и редиса (Raphanus sativus), как острые приправы - хрен (Armoracia rusticana) и горчица сарептская (Brassica juncea). Одной из возделываемых садово-огородных культур является кресс-салат, в больших масштабах выращиваемый на Кавказе. В качестве салата употребляют также ряд дикорастущих крестоцветных, как, например, ложечница (Cochlearia), индау (Eruca sativa), сурепка (Barbarea vulgaris), жеруха (Nasturtium officinale) и многие другие, а пастушью сумку (Capsella bursa-pastoris) уже более 100 лет в Китае разводят как овощ.

Молодые побеги и черешки листьев катрана морского , или морской капусты (Crambe maritima), часто употребляют подобно спарже, а в Средней Азии из корней катрана Кочи (C. kotschyana) изготавливают муку, из которой выпекают лепешки. Большое хозяйственное значение имеет ряд возделываемых масличных культур: рапс (Brassica napus var. napus), горчица сарептская, горчица черная (Brassica nigra), горчица белая (Sinapis alba), рыжик (Camelina saliva), катран абиссинский (Crambe abyssinica). Из них в умеренных широтах наиболее урожайное масличное растение - рапс, семена которого содержат до 50% масла. Оно имеет сугубо техническое применение - его используют при закалке сталей, после специальной обработки оно хорошо вулканизируется, образуя каучукообразную массу (фактис), которую применяют для смягчения твердых каучуков и изготовления карандашных резинок. Масло горчицы сарептской имеет пищевое применение, главным образом в кондитерской и хлебопекарной промышленности и при изготовлении маргарина и консервов, а порошок (жмых) представляет собой столовую горчицу.

Рыжик - единственное культурное растение среди крестоцветных, дающее полувысыхающее масло. Его используют в мыловарении, для изготовления олифы и как смазочное для тракторов. В США как жиро-масличное вводится в культуру высокоурожайная лекерелла Фендлера (Lesquerella fendleri), семена которой не осыпаются и поддаются уборке комбайном. Ее в засушливых районах рекомендуют даже вместо пшеницы. Большинство масличных культур одновременно являются прекрасными медоносами. Немало медоносных и эфиромасличных растений есть и среди дикорастущих крестоцветных. Такие ценные кормовые растения, как брюква (Brassica napus var. napobrassica), репа и турнепс (Brassica rapa), также принадлежат к крестоцветным. Кроме того, в качестве зеленых кормов высевают кормовую капусту, рапс и пергу (гибрид рапса и кормовой капусты).

Многие крестоцветные благодаря высокому содержанию витаминов, особенно витамина С, имеют широкое применение в народной медицине. В траве некоторых видов желтушника (Erysimum) содержится эризимилактон, который используют в сердечных препаратах. Сильное кровеостанавливающее действие оказывает пастушья сумка - одно из популярных растений в тибетской и китайской медицине. Из листьев вайды красильной (Isatis tinctoria) получают краску индиго. В цветоводстве из крестоцветных широко известны различные сорта левкоя (Matthiola incana), а также некоторые виды бурачка приморского (Alyssurn), используемые при оформлении клумб и как бордюрные растения. Многие дикорастущие виды также высокодекоративны, чем заслуживают к себе особого внимания. В то же время среди крестоцветных, есть и злостные сорняки, требующие специального режима борьбы